Question

【題目】鉬(Mo)是一種難熔稀有金屬，我國(guó)的鉬儲(chǔ)量居世界第二。鉬及其合金在冶金，農(nóng)業(yè)、電器、化工、環(huán)保等方面有著廣泛的應(yīng)用。

(1)已知：①2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s) ΔH1

②MoS2(s) +2O2(g)=Mo(s)+2SO2(g) ΔH2

③2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH3

則ΔH3 =________________（用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示），在反應(yīng)③中若有0.2mol MoS2參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子_______________mol。

(2)密閉容器中用Na2CO3(S)作固硫劑，同時(shí)用一定量氫氣還原輝鉬礦(MoS2)的原理是：MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s) +2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH，實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡時(shí)的有關(guān)變化曲線如圖所示：

①由圖可知，該反應(yīng)的ΔH_____0（填“>”或“<”）；P2__________0.1MPa（填“>”或“<”）。

②如果上述反應(yīng)在體積不變的密閉容器中達(dá)平衡，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是______（選填編號(hào)）。

A.v正(H2)=v逆(H2O)

B.再加入MoS2，則H2轉(zhuǎn)化率增大

C.容器內(nèi)氣體的密度不變時(shí)，一定達(dá)平衡狀態(tài)

D.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí)，一定達(dá)平衡狀態(tài)

③由圖可知M點(diǎn)時(shí)氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率為________ （計(jì)算結(jié)果保留0.1%）。

④平衡常數(shù)可用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，氣體分壓=氣體總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。求圖中M點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=________________________(MPa)2

Answer 1

【答案】ΔH1+2ΔH2 2.8 ＞ ＞ Ｂ 66.7% 0.01

【解析】

根據(jù)蓋斯定律、化合價(jià)變化、平衡移動(dòng)原理、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征進(jìn)行相關(guān)的分析，要注意結(jié)合圖像中的信息。

(1)已知：①2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)

②MoS2(s) +2O2(g)=Mo(s)+2SO2(g)

③2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH3

①+②2可得③，由蓋斯定律可知，則ΔH3 =ΔH1+2ΔH2。在反應(yīng)③中只有O2是氧化劑，O元素從0價(jià)降到-2價(jià)，電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為28e-，若有0.2mol MoS2參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子2.8mol。

(2)①由圖可知，在相同的壓強(qiáng)下，反應(yīng)物氫氣的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而減小，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，該反應(yīng)的ΔH＞0；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，在相同溫度下，壓強(qiáng)越小，氫氣的轉(zhuǎn)化率越大，則氫氣的體積分?jǐn)?shù)越小，故P2＞0.1MPa。

②A.v正(H2)=v逆(H2O)，能表示正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，A正確；

B.再加入MoS2不能改變其濃度，故不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，則H2轉(zhuǎn)化率不變，B不正確；

C.反應(yīng)前后的氣體分子數(shù)不等，故當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不變時(shí)，一定達(dá)平衡狀態(tài)，C正確；

D. 反應(yīng)前后的氣體分子數(shù)不等，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí)，一定達(dá)平衡狀態(tài)

綜上所述，說(shuō)法錯(cuò)誤的是B。

③由圖可知M點(diǎn)時(shí)氫氣的體積分?jǐn)?shù)為25%，設(shè)氫氣的起始量為4mol，轉(zhuǎn)化率為α，則氫氫氣的變化量為4αmol，CO和H2O的變化量分別為2αmol和4αmol，三者的平衡量分別為（4-4α）mol、2αmol和4αmol，則有，解之得α=，故平衡轉(zhuǎn)化率為66.7%。

④平衡常數(shù)可用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，氣體分壓=氣體總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。M點(diǎn)的壓強(qiáng)為0.1MPa，平衡混合物中，H2(g)、CO(g)、H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)分別為0.25、0.25、0.5，M點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=(MPa)2=0.01(MPa)2。